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番外 · 题谱 · 1985 · P9

1985 Putnam B3

数论 · P3/P6 · 压轴题

题面据 Putnam 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。 PDF:https://kskedlaya.org/putnam-archive/1985.pdf。

Putnam 1985 B3 number-theory

Let

$$

\begin{array}{cccc} a_{1,1} & a_{1,2} & a_{1,3} & \dots \\

a_{2,1} & a_{2,2} & a_{2,3} & \dots \\

a_{3,1} & a_{3,2} & a_{3,3} & \dots \\

\vdots & \vdots & \vdots & \ddots

\end{array}

$$

be a doubly infinite array of positive integers, and suppose each

positive integer appears exactly eight times in the array. Prove that

am,n>mna_{m,n} > mn for some pair of positive integers (m,n)(m,n).

$$

\begin{array}{cccc} a_{1,1} & a_{1,2} & a_{1,3} & \dots \\

a_{2,1} & a_{2,2} & a_{2,3} & \点 \\

a_{3,1} & a_{3,2} & a_{3,3} & \点 \\

\vdots & \vdots & \vdots & \ddots

\结束{数组}

$$

是一个双无限正整数数组,并假设每个

正整数在数组中恰好出现八次。证明

am,n>mna_{m,n} > mn 对于某对正整数 (m,n)(m,n)

提示 1

先看同余、整除、最大公因数和 p 进赋值。

提示 2

把整数条件转成同余方程、指数比较或下降过程。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例、无限下降或模限制。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。1985 年 Putnam B3 可先归入数论:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?